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來源:人民網 由中國科技大學郭國平研究組主持的我國“超級973”科技專項“固態量子芯片”研究日前取得重大突破，研究組成功地在“一個電子”上實現10皮秒級(皮秒為時間單位，即10的負12次方秒)量子邏輯門運算，將原世界紀錄提高近百倍，為實現基于半導體的“量子計算機”邁出重要一步。 根據著名的摩爾定律推算，大約到2020年，每個晶體管將可能小到只有一個電子，即單電子晶體管。據郭國平介紹，計算機的信息處理是通過“0”和“1”來表達信息，這種表達通過開關的閉合來實現。一旦晶體管體積不斷變小而出現“隧穿”效應，電子可以直接從晶體管穿過去，將無法利用閉合來控制電子。據了解，目前世界上主要的計算機芯片生產企業仍在想辦法避免“隧穿”效應。郭國平表示，從長遠來看，與其避免不如加以利用，發展使用“量子運算”，直接利用單個電子的左右、上下等物理特性來表示信息的“0”和“1”。 “計算機當中，任何復雜的運算都是通過單個比特和兩個比特的運算操作構成的，這就像建造房子只用圓磚和方磚一樣。”郭國平介紹，這次研究組取得的成果就是單個比特運算速度的突破，在一個電子上面完成10皮秒級用1個電子表達信息的兩個元素“0”和“1”的運算。此前，美國、日本相關研究機構曾實現千皮秒級別的電控半導體邏輯門，郭國平等人的研究成果，將運算速度提升近百倍達到10皮秒量級，在將量子計算從實驗室演示推向實用化之路上邁出重要一步。日前，學術期刊《自然》子刊《自然通訊》全文介紹了這一研究成果。 郭國平表示，我國于近年來啟動“超級973”重大科技專項“固態量子芯片”項目，力爭在全球下一代計算機芯片競爭中占據主動。量子化芯片一旦應用到計算機當中制造出“量子計算機”，計算機運行速度將呈幾何級增長，處理數據的能力也將大大增強。 |
